本发明属于化工设备领域，具体涉及一种径向流式反应耦合的膜反应器。
背景技术：
1、径向流反应器是一种气体流动方向与设备轴向相垂直的反应器，主要用于气固催化反应，也有用于非催化反应。在反应气体流经径向反应器的颗粒床层时，由于流通截面积大，流速小，流道短，具有压力降小的显著特点。这一特点使得可以使用小颗粒的催化剂或固相反应物，从而提高反应速率及反应器的生产能力。
2、在化工生产过程中，吸热反应和放热反应是两种常见的化学反应类型。传统的反应器在处理这两种反应时，通常采取分别处理的方式，即使用独立的反应器进行吸热反应和放热反应。这种处理方式不仅增加了设备的投资和维护成本，而且由于热量不能得到有效利用，导致能量利用效率低下。此外，为了维持反应过程的稳定，往往需要额外的冷却或加热设备，设备的投资和维护成本增加，也进一步增加了能源消耗和环境污染。
3、传统的化学反应器通常只关注反应本身，而忽略了反应过程中可能产生的副产物或杂质。这些副产物或杂质不仅可能影响产物的纯度，还可能对反应器的性能和使用寿命产生负面影响。膜反应器是将膜过程和反应过程相结合，实现了反应和分离的组合，从而可以在反应过程中及时移除产物或杂质，提高了产物的选择性和产率。此外，膜反应器还具有突破热力学平衡限制的能力。在某些可逆反应中，由于热力学平衡的限制，转化率往往不高。而膜反应器通过膜扩散过程移走产物，可以打破这种平衡限制，使转化率接近100%。
4、
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提出一种径向流式反应耦合的膜反应器，结合了径向流动和膜技术的优势，旨在提高工业生产的效率和能量利用率。
2、本发明采用以下方案实现：一种径向流式反应耦合的膜反应器，包括反应器，所述反应器中部上穿设有竖直的圆柱管，圆柱管的两端贯穿反应器伸出，所述反应器的内腔中上下对称设置有隔板，上下两个隔板将反应器的内腔分隔成上部进气区、中部反应区、下部进气区，所述圆柱管位于上下隔板之间的管段的管壁上密布有连通中部反应区与圆柱管内管道的通孔，所述中部反应区通过若干个竖直的绕着圆柱管分布的膜分隔成偶数个反应区域，所述圆柱管位于中部反应区内的管段内通过膜对应反应区域分隔成偶数个分支通道，所述圆柱管位于中部反应区内的管段端部对应隔板设置通道隔板。
3、进一步的，所述反应器的顶部、底部上分别设置有与上部进气区、下部进气区连通的进气管。
4、进一步的，其一进气管的输入端上连接有压缩机。
5、进一步的，位于上部的隔板由至少一个的上扇形隔板组组成，所述上扇形隔板的数量为反应区域的一半，上扇形隔板间隔错位封堵于对应反应区域的顶部。
6、进一步的，位于下部的隔板由至少一个的下扇形隔板组组成，所述下扇形隔板的数量为反应区域的一半，下扇形隔板封堵于未安装上扇形隔板的反应区域的底部。
7、进一步的，位于上部通道隔板为若干对应上扇形隔板设置的上封堵隔板，所述上封堵隔板间隔错位封堵于对应分支通道顶部。
8、进一步的，位于下部通道隔板为若干对应下扇形隔板设置的下封堵隔板，所述下封堵隔板封堵于未安装上封堵隔板的分支通道底部。
9、进一步的，所述膜的一侧与圆柱管的外壁连接，另一侧与反应器的内壁连接。
10、进一步的，膜采用为有机材料、无机材料或复合材料。
11、与现有技术相比，本发明有以下有益效果：1. 该膜反应器实现了吸热反应与放热反应的耦合。放热反应产生的热量可以直接为吸热反应提供所需能量，从而显著提高了能量利用效率。这种设计不仅降低了能源消耗，还有助于减少环境污染；2. 该膜反应器与传统的分别处理吸热反应和放热反应的方法相比，采用单个反应器同时处理两种反应，显著减少了设备数量和占地面积。这不仅降低了投资成本，还简化了操作和维护流程；3. 该膜反应器通过膜的选择性渗透性，可以优化原料气的输送和反应的进行。这有助于提高产物的选择性和产率，同时减少副产物或杂质的生成；4. 该膜反应器的整个内部区域和中心圆柱管可以根据不同反应的热效应进行不同程度的划分。这种设计提供了更大的灵活性，以适应不同类型的反应和操作条件；5. 该膜反应器流通截面积大、流速小、流道短，因此具有较低的压力降。这有助于减少能源消耗和提高反应器的生产能力。
1.一种径向流式反应耦合的膜反应器，其特征在于：包括反应器，所述反应器中部上穿设有竖直的圆柱管，圆柱管的两端贯穿反应器伸出，所述反应器的内腔中上下对称设置有隔板，上下两个隔板将反应器的内腔分隔成上部进气区、中部反应区、下部进气区，所述圆柱管位于上下隔板之间的管段的管壁上密布有连通中部反应区与圆柱管内管道的通孔，所述中部反应区通过若干个竖直的绕着圆柱管分布的膜分隔成偶数个反应区域，所述圆柱管位于中部反应区内的管段内通过膜对应反应区域分隔成偶数个分支通道，所述圆柱管位于中部反应区内的管段端部对应隔板设置通道隔板。
2.根据权利要求1所述的径向流式反应耦合的膜反应器，其特征在于；所述反应器的顶部、底部上分别设置有与上部进气区、下部进气区连通的进气管。
3.根据权利要求2所述的径向流式反应耦合的膜反应器，其特征在于；其一进气管的输入端上连接有压缩机。
4.根据权利要求1所述的径向流式反应耦合的膜反应器，其特征在于；位于上部的隔板由至少一个的上扇形隔板组组成，所述上扇形隔板的数量为反应区域的一半，上扇形隔板间隔错位封堵于对应反应区域的顶部。
5.根据权利要求4所述的径向流式反应耦合的膜反应器，其特征在于；位于下部的隔板由至少一个的下扇形隔板组组成，所述下扇形隔板的数量为反应区域的一半，下扇形隔板封堵于未安装上扇形隔板的反应区域的底部。
6.根据权利要求5所述的径向流式反应耦合的膜反应器，其特征在于；位于上部通道隔板为若干对应上扇形隔板设置的上封堵隔板，所述上封堵隔板间隔错位封堵于对应分支通道顶部。
7.根据权利要求6所述的径向流式反应耦合的膜反应器，其特征在于；位于下部通道隔板为若干对应下扇形隔板设置的下封堵隔板，所述下封堵隔板封堵于未安装上封堵隔板的分支通道底部。
8.根据权利要求1所述的径向流式反应耦合的膜反应器，其特征在于；所述膜的一侧与圆柱管的外壁连接，另一侧与反应器的内壁连接。
9.根据权利要求1所述的径向流式反应耦合的膜反应器，其特征在于；膜采用为有机材料、无机材料或复合材料。
